题目:
设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构,其操作表现基于 FIFO(先进先出)原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。
循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里,一旦一个队列满了,我们就不能插入下一个元素,即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列,我们能使用这些空间去存储新的值。
你的实现应该支持如下操作:
MyCircularQueue(k): 构造器,设置队列长度为 k 。
Front: 从队首获取元素。如果队列为空,返回 -1 。
Rear: 获取队尾元素。如果队列为空,返回 -1 。
enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
isFull(): 检查循环队列是否已满。
示例:
MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
circularQueue.enQueue(1); // 返回 true
circularQueue.enQueue(2); // 返回 true
circularQueue.enQueue(3); // 返回 true
circularQueue.enQueue(4); // 返回 false,队列已满
circularQueue.Rear(); // 返回 3
circularQueue.isFull(); // 返回 true
circularQueue.deQueue(); // 返回 true
circularQueue.enQueue(4); // 返回 true
circularQueue.Rear(); // 返回 4
提示:
所有的值都在 0 至 1000 的范围内;
操作数将在 1 至 1000 的范围内;
请不要使用内置的队列库。
分析:
- queue:指一个固定容量的列表
- num:是一个整数,表示当前存储在队列内的元素的数量
- front:是一个正式,表示队列中第一个元素的索引
- 插入元素:入队方法的目的是在队列的尾部添加一个新的元素,所以需要确定合适的索引,然后将新元素插入对应的位置中。根据公式可以计算下一个插入的位置:
now = (self.num + self.front) % len(self.queue) - 删除元素:将队列第一个元素设置成None,然后更新front,self.front = (self.front + 1) % len(self.queue)
代码:
class MyCircularQueue:
def __init__(self, k: int):
"""
Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k.
"""
self.queue = [None] * k
self.num = 0 # 计数
self.front = 0 # 存储第一个元素的索引
def enQueue(self, value: int) -> bool:
"""
Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful.
"""
if self.num == len(self.queue):
return False
now = (self.num + self.front) % len(self.queue)
self.queue[now] = value
self.num += 1
return True
def deQueue(self) -> bool:
"""
Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful.
"""
if self.num == 0:
return False
end = self.queue[self.front]
self.queue[self.front] = None
self.front = (self.front + 1) % len(self.queue)
self.num -= 1
return True
def Front(self) -> int:
"""
Get the front item from the queue.
"""
return -1 if self.num == 0 else self.queue[self.front]
def Rear(self) -> int:
"""
Get the last item from the queue.
"""
return -1 if self.num == 0 else self.queue[(self.num + self.front - 1)%len(self.queue)]
def isEmpty(self) -> bool:
"""
Checks whether the circular queue is empty or not.
"""
return self.num == 0
def isFull(self) -> bool:
"""
Checks whether the circular queue is full or not.
"""
return self.num == len(self.queue)
# Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MyCircularQueue(k)
# param_1 = obj.enQueue(value)
# param_2 = obj.deQueue()
# param_3 = obj.Front()
# param_4 = obj.Rear()
# param_5 = obj.isEmpty()
# param_6 = obj.isFull()
结果: